[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2627143C1 - Method of detecting low-contrast point objects - Google Patents

Method of detecting low-contrast point objects Download PDF

Info

Publication number
RU2627143C1
RU2627143C1 RU2016140198A RU2016140198A RU2627143C1 RU 2627143 C1 RU2627143 C1 RU 2627143C1 RU 2016140198 A RU2016140198 A RU 2016140198A RU 2016140198 A RU2016140198 A RU 2016140198A RU 2627143 C1 RU2627143 C1 RU 2627143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
instance
digital data
processed
array
data array
Prior art date
Application number
RU2016140198A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Евгеньевич Здор
Валерий Иванович Колинько
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2016140198A priority Critical patent/RU2627143C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2627143C1 publication Critical patent/RU2627143C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/60Analysis of geometric attributes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method of registering low-contrast point objects uses an optoelectronic device, the lens of which forms optical images of point objects on the matrix radiation receiver. Images of point objects are exposed once and element-by-element read without pixel binning. The generated digital data array is copied in four instances and then processed each instance separately with the binary elements of the digital array of data. The first instance is processed in its original form, the second instance is processed from the second column of the digital array of data, the third instance is processed from the second line of the digital array of data, the fourth instance is processed from the second column and the second row of the digital array of data.
EFFECT: increasing the speed of information processing.
6 dwg, 5 tbl

Description

Изобретение относится к оптической и оптико-электронной технике и может быть использовано для регистрации малоконтрастных точечных объектов, например искусственных и естественных небесных тел.The invention relates to optical and optoelectronic technology and can be used to register low-contrast point objects, for example, artificial and natural celestial bodies.

Известны способы регистрации точечных объектов, заключающиеся в формировании оптических изображений объектов на светочувствительной поверхности многоэлементного матричного приемника излучения, например ПЗС-матрицы, однократным экспонированием в течение выбранного временного интервала и считыванием накопленных зарядов. Оптические изображения точечных объектов, представляющих собой кружки рассеяния, в которых полезные фотоны, как правило, распределены по нормальному закону, проектируются на конкретные элементы - пиксели ПЗС-матрицы. Каждый из этих пикселей фактически представляет собой обособленный преобразователь фотонов в фотоэлектроны, т.е. является элементарным приемником излучения. Для получения более полной информации об объектах, в частности для повышения точности измерения их координат, размеры пикселей выбирают меньшими, чем кружки рассеяния. При этом полезные фотоны, т.е. фотоны от точечных объектов, делятся между засвеченными пикселями, то есть пикселями, на которые попало изображение точечного объекта. Вследствие чего для малоконтрастных объектов отношение сигнал/шум на выходе одного пикселя мало и вероятность правильной регистрации объектов невысока.Known methods for recording point objects, which include the formation of optical images of objects on the photosensitive surface of a multi-element array radiation detector, for example, a CCD matrix, by a single exposure during the selected time interval and by reading the accumulated charges. Optical images of point objects, which are scattering circles, in which useful photons are usually distributed according to the normal law, are projected onto specific elements - pixels of the CCD matrix. Each of these pixels is actually a separate converter of photons into photoelectrons, i.e. is an elementary radiation receiver. To obtain more complete information about objects, in particular to increase the accuracy of measuring their coordinates, the pixel sizes are chosen smaller than the scattering circles. In this case, useful photons, i.e. Photons from point objects are divided between illuminated pixels, that is, pixels that hit the image of a point object. As a result, for low-contrast objects, the signal-to-noise ratio at the output of one pixel is small and the probability of correct registration of objects is low.

Для повышения вероятности правильной регистрации вместо однократного экспонирования и считывания зарядов применяют многократное экспонирование и считывание, т.е. выполняют несколько регистраций одних и тех же объектов. Считается, что при N-кратном экспонировании и считывании, т.е. при увеличении числа регистраций в N раз, чувствительность регистрирующего прибора увеличивается в N1/2 раза - это описано в издании «Выделение оптических сигналов на фоне случайных помех», автор Шестов Н.С. - М.: Сов. Радио, 1967, стр. 145. Однако при обнаружении объектов в условиях дефицита времени на число N накладываются ограничения, что снижает результативность регистрации.To increase the probability of correct registration, instead of a single exposure and reading of charges, multiple exposure and reading are used, i.e. perform several registrations of the same objects. It is believed that with N-fold exposure and reading, i.e. with an increase in the number of registrations by N times, the sensitivity of the recording device increases by N 1/2 times - this is described in the publication "Isolation of Optical Signals Against the Background of Random Noise" by N. Shestov - M .: Owls. Radio, 1967, p. 145. However, when objects are detected under time pressure conditions, restrictions are imposed on the number N, which reduces the effectiveness of registration.

Известен также способ регистрации объектов, заключающийся в использовании бинирования фоточувствительных элементов ПЗС-матрицы. При бинировании заряды считываются не с каждого отдельного элементарного пикселя, а с массива элементов с заданными размерами, например 2×2 пикселя, т.е. пиксели объединяются в группы и считывается просуммированный заряд. Как правило, применяют независимое бинирование по двум координатам с коэффициентами 2, 3, 4 и т.д. При таком бинировании накопленные в элементарных пикселях заряды объединяются, что увеличивает количество полезных фотоэлектронов. Так, например, при времени экспонирования 1 секунда бинирование повысило проницание телескопа АЗТ-8 с 16,5m до 17,0m, по данным пробных экспериментов, проводимых на АЗТ-8 в Евпатории, автор статьи Молотов И., ссылка - lfVn.astronomer.ru/optic/evpatoria/exp2006/index.htm.There is also a known method of registering objects, which consists in using binning of the photosensitive elements of the CCD. When binning, charges are not read from each individual elementary pixel, but from an array of elements with specified sizes, for example 2 × 2 pixels, i.e. pixels are combined into groups and the accumulated charge is read. As a rule, independent binning is applied in two coordinates with coefficients 2, 3, 4, etc. With this binning, the charges accumulated in elementary pixels are combined, which increases the number of useful photoelectrons. So, for example, with an exposure time of 1 second, binning increased the penetration of the AZT-8 telescope from 16.5 m to 17.0 m , according to test experiments conducted on AZT-8 in Yevpatoriya, the author of the article is I. Molotov, link - lfVn. astronomer.ru/optic/evpatoria/exp2006/index.htm.

Однако при данном способе регистрации малоконтрастных точечных объектов, например звезд, расположенных случайным образом на небесной сфере, эти звезды находятся не в равных условиях. Если изображение звезды по площади занимает четыре пикселя матричного приемника излучения, то это изображение может попасть на пиксели таким образом, что заряды от слабой звезды при бинировании считаются за один раз. При этом произойдет суммирование полезных фотоэлектронов и отношение сигнал/шум в считанном сигнале будет высоким, что обеспечит более надежную регистрацию звезды. Но с такой же вероятностью изображение звезды может попасть на четыре пикселя матричного приемника излучения таким образом, что при бинировании сложение полезных фотоэлектронов не произойдет и отношение сигнал/шум останется низким, т.е. бинирование не только не улучшит условия регистрации, но даже ухудшит, так как количество мешающих электронов возрастет за счет того, что эти электроны просуммируются.However, with this method of recording low-contrast point objects, for example, stars located randomly on the celestial sphere, these stars are not in equal conditions. If the image of a star over an area occupies four pixels of a matrix radiation detector, then this image can hit pixels in such a way that the charges from a faint star during binning are counted at a time. In this case, the summation of useful photoelectrons will occur and the signal-to-noise ratio in the read signal will be high, which will provide a more reliable registration of the star. But with the same probability, the image of a star can hit four pixels of the matrix radiation detector in such a way that, when binning, the addition of useful photoelectrons does not occur and the signal-to-noise ratio remains low, i.e. binning will not only not improve the conditions of registration, but will even worsen, since the number of interfering electrons will increase due to the fact that these electrons add up.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является способ регистрации малоконтрастных точечных объектов, описанный в патенте РФ на изобретение №2574522, МПК G06T 7/60, H04N 5/30, опубликованном 10.02.2016 г. Для осуществления этого способа используют оптико-электронный прибор, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих строки и столбцы матричного приемника излучения. Эти изображения многократно экспонируют и считывают с бинированием пикселей, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив и при каждом новом экспонировании и считывании бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению. За счет такого многократного смещения случайно расположенные звезды оказываются примерно в равных условиях и повышение эффективности регистрации обеспечивается для всех звезд.The closest analogue to the claimed technical solution is the method of registration of low-contrast point objects described in the patent of the Russian Federation for invention No. 2574522, IPC G06T 7/60, H04N 5/30, published 02/10/2016. To implement this method, an optical-electronic device is used, whose lens forms optical images of point objects on the photosensitive surface of the matrix radiation detector, which consists of many pixels forming the rows and columns of the matrix radiation detector. These images are repeatedly exposed and read with pixel binning, when adjacent pixels of the matrix radiation detector are grouped into one binable array, and with each new exposure and reading, the binable array is shifted along a row or column of the radiation matrix receiver with respect to the previous position. Due to such multiple displacements, randomly located stars appear to be in approximately equal conditions and an increase in the registration efficiency is provided for all stars.

Однако многократное экспонирование и считывание одного и того же сюжета увеличивает продолжительность акта регистрации. Если прибор работает в режиме обзора небесной сферы, то это снижает скорость обзора.However, multiple exposure and reading of the same plot increases the duration of the registration act. If the device operates in the view of the celestial sphere, this reduces the speed of view.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение технических характеристик при регистрации малоконтрастных точечных объектов.The task to which the invention is directed is to increase technical characteristics when registering low-contrast point objects.

Технический результат - увеличение скорости обработки информации и скорости обзора небесной сферы.The technical result is an increase in the speed of information processing and the speed of view of the celestial sphere.

Это достигается тем, что в способе регистрации малоконтрастных точечных объектов используют оптико-электронный прибор, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения, эти изображения экспонируют и считывают, в отличие от известного, в данном способе регистрации малоконтрастных точечных объектов изображения точечных объектов однократно экспонируют и поэлементно считывают без бинирования пикселей, считанные электроны запоминают в виде цифрового массива данных, состоящего из элементов, сгруппированных в строки и столбцы, формат которых соответствует формату матричного приемника излучения, копируют сформированный цифровой массив данных по крайней мере в четырех экземплярах, и далее обрабатывают каждый экземпляр отдельно с бинированием элементов цифрового массива данных, причем первый экземпляр обрабатывают в исходном виде, второй экземпляр обрабатывают со второго столбца цифрового массива данных, третий экземпляр обрабатывают со второй строки цифрового массива данных, а четвертый экземпляр обрабатывают со второго столбца и второй строки цифрового массива данных.This is achieved by the fact that in the method of recording low-contrast point objects, an optical-electronic device is used, the lens of which forms optical images of point objects on the photosensitive surface of the matrix radiation receiver, which consists of many pixels forming the columns and rows of the matrix radiation receiver, these images are exposed and read , in contrast to the known, in this method of registering low-contrast point objects, images of point objects are once exposed They are scanned and element-wise read without binning of pixels, the read electrons are stored in the form of a digital data array consisting of elements grouped into rows and columns, the format of which corresponds to the format of the matrix radiation receiver, the generated digital data array is copied in at least four copies, and then processed each instance separately with binning elements of a digital data array, the first instance being processed in its original form, the second instance being processed from the second column of digits A flat data array, the third instance is processed from the second row of the digital data array, and the fourth instance is processed from the second column and the second row of the digital data array.

На фиг. 1 изображен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при поэлементном однократном считывании накопленных зарядов без бинирования.In FIG. 1 shows the process of recording the first, second, third and fourth point objects during a single-element single reading of the accumulated charges without binning.

На фиг. 2 представлен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при однократном экспонировании ПЗС-матрицы и считывании накопленных зарядов с бинированием, т.е. с группированием четырех соседних пикселей матричного приемника излучения в бинируемые массивы матричного приемника излучения.In FIG. Figure 2 shows the process of registering the first, second, third, and fourth point objects during a single exposure of the CCD matrix and reading the accumulated charges with binning, i.e. grouping four adjacent pixels of a matrix radiation detector into binable arrays of a matrix radiation detector.

На фиг. 3 представлен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при четырехкратном считывании накопленных зарядов с бинированием, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив и при каждом новом экспонировании и считывании бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению - а, б, в, г.In FIG. Figure 3 shows the process of recording the first, second, third, and fourth point objects during four-fold reading of accumulated charges with binning, when adjacent pixels of the matrix radiation detector are grouped into one binable array, and with each new exposure and reading, the binable array is shifted along the row or column of the radiation matrix detector in relation to the previous position - a, b, c, d.

На фиг. 4 представлен фрагмент цифрового массива данных в исходном виде, состоящего из строк и столбцов элементов, содержащих цифровую информацию о суммарном количестве электронов, включающем фотоэлектроны от точечного объекта, накопленные и считанные с соответствующих пикселей матричного приемника излучения, а также помеховые электроны, образовавшиеся в процессе накопления и считывания зарядов.In FIG. Figure 4 presents a fragment of a digital data array in its original form, consisting of rows and columns of elements containing digital information on the total number of electrons, including photoelectrons from a point object, accumulated and read from the corresponding pixels of the radiation matrix receiver, as well as interfering electrons generated during the accumulation and charge reading.

На фиг. 5 представлены четыре экземпляра цифрового массива данных, и варианты обработки каждого из них - а, б, в, г. А именно, первый экземпляр обрабатывают в исходном виде (фиг. 5а). Второй экземпляр обрабатывают со второго столбца цифрового массива данных, третий экземпляр обрабатывают со второй строки цифрового массива данных, а четвертый экземпляр обрабатывают со второго столбца и второй строки цифрового массива данных.In FIG. 5 presents four copies of the digital data array, and the processing options for each of them are a, b, c, d. Namely, the first copy is processed in its original form (Fig. 5a). The second instance is processed from the second column of the digital data array, the third instance is processed from the second row of the digital data array, and the fourth instance is processed from the second column and the second row of the digital data array.

На фиг. 6 представлен результат бинирования четырех экземпляров цифрового массива данных - а, б, в, г.In FIG. Figure 6 shows the result of binning four copies of a digital data array - a, b, c, d.

На фигурах обозначено: изображение 1 первого точечного объекта, изображение 2 второго точечного объекта, изображение 3 третьего точечного объекта, изображение 4 четвертого точечного объекта, пиксели 5 матричного приемника излучения, бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения, элементы 7 цифрового массива данных, содержащие цифровую информацию только о количестве помеховых электронов, элементы 8 цифрового массива данных, содержащие цифровую информацию о суммарном количестве фотоэлектронов от первого точечного объекта и помеховых электронов, элементы 9 цифрового массива данных, содержащие цифровую информацию о суммарном количестве фотоэлектронов от второго точечного объекта и помеховых электронов, элементы 10 цифрового массива данных, содержащие цифровую информацию о суммарном количестве фотоэлектронов от третьего точечного объекта и помеховых электронов, элементы 11 цифрового массива данных, содержащие цифровую информацию о суммарном количестве фотоэлектронов от четвертого точечного объекта и помеховых электронов.The figures indicate: image 1 of the first point object, image 2 of the second point object, image 3 of the third point object, image 4 of the fourth point object, pixels 5 of the radiation matrix receiver, binable arrays 6 of the radiation matrix receiver, elements 7 of the digital data array containing digital information only on the number of interfering electrons, elements 8 of a digital data array containing digital information on the total number of photoelectrons from the first point object and interference x electrons, elements 9 of a digital data array containing digital information on the total number of photoelectrons from the second point object and interfering electrons, elements 10 of a digital data array containing digital information on the total number of photoelectrons from the third point object and interfering electrons, elements 11 of a digital data array containing digital information about the total number of photoelectrons from the fourth point object and interfering electrons.

Предполагается, что размер изображений точечных объектов равен размеру четырех пикселей матричного приемника излучения. Например, диаметр изображения 1 первого, диаметр изображения 2 второго, диаметр изображения 3 третьего и диаметр изображения 4 четвертого точечных объектов составляет 0,024 мм, размеры пикселей 5 матричного приемника излучения составляют 0,012×0,012 мм2, размеры бинируемых массивов 6 матричного приемника излучения составляют 0,024×0,024 мм2. Все точечные объекты имеют примерно одинаковый блеск и являются малоконтрастными. Из-за случайного распределения изображений по светочувствительной поверхности матричного приемника излучения изображение конкретного точечного объекта может попадать в лучшем случае на четыре пикселя, в худшем случае - на девять пикселей приемника. При этом полезные фотоэлектроны разделятся между пикселями.It is assumed that the size of the images of point objects is equal to the size of four pixels of the matrix radiation detector. For example, the diameter of the image 1 of the first, the diameter of the image 2 of the second, the diameter of the image 3 of the third and the diameter of the image 4 of the fourth point objects is 0.024 mm, the pixel sizes 5 of the matrix radiation detector are 0.012 × 0.012 mm 2 , the dimensions of the binable arrays 6 of the matrix radiation receiver are 0.024 × 0.024 mm 2 . All point objects have approximately the same brightness and are low-contrast. Due to the random distribution of the images over the photosensitive surface of the matrix radiation detector, the image of a particular point object can get at four pixels, at worst, at nine pixels of the receiver. In this case, useful photoelectrons are divided between the pixels.

Рассмотрим процесс регистрации малоконтрастных точечных объектов с использованием предложенного способа при помощи оптико-электронного, например астрономического, прибора. Процесс регистрации малоконтрастных точечных объектов реализуется астрономическим прибором следующим образом. Поле зрения оптико-электронного прибора, содержащего объектив, матричный приемник излучения, который состоит из множества пикселей, образующих строки и столбцы, аналого-цифровой преобразователь, вычислительный блок и аппаратуру управления процессом регистрации, выводится на исследуемый участок небесной сферы и включается отработка вращения Земли. Изображения регистрируемых точечных объектов и распределенного фона неба проектируются на конкретные пиксели 5 матричного приемника излучения, как показано, например, на фиг. 1, и остаются практически неподвижными в течение выбранного времени экспонирования. При экспонировании полезные фотоны от объектов и мешающие фотоны от распределенного фона неба преобразуются в фотоэлектроны и накапливаются в пикселях 5 матричного приемника излучения. В процессе накопления к ним добавляются также термоэлектроны и другие помеховые электроны, образующиеся в матричном приемнике излучения.Consider the process of registering low-contrast point objects using the proposed method using an optoelectronic device, such as an astronomical device. The registration process of low-contrast point objects is implemented by an astronomical device as follows. The field of view of an optoelectronic device containing a lens, a matrix radiation detector, which consists of many pixels forming rows and columns, an analog-to-digital converter, a computing unit, and recording process control equipment, is displayed on the studied area of the celestial sphere and Earth rotation is turned on. Images of recorded point objects and a distributed sky background are projected onto specific pixels 5 of the matrix radiation detector, as shown, for example, in FIG. 1, and remain practically stationary during the selected exposure time. When exposed, useful photons from objects and interfering photons from a distributed sky background are converted into photoelectrons and accumulate in pixels 5 of the matrix radiation detector. In the process of accumulation, thermoelectrons and other interfering electrons formed in the matrix radiation detector are also added to them.

Далее выполняется процесс однократного поэлементного считывания накопленных зарядов и их аналого-цифровое преобразование. По результатам считывания и аналого-цифрового преобразования в вычислительном блоке формируется цифровой массив данных, состоящий из строк и столбцов, формат которых соответствует формату матричного приемника излучения (фиг. 4). Массив данных - однородный, упорядоченный структурированный тип данных с прямым доступом к элементам. Элементы массива объединяются общим именем и занимают в вычислительном блоке определенную конечную область памяти. К любому элементу массива можно обратиться, указав имя массива и индекс элемента в массиве.Next, the process of a single element-wise reading of the accumulated charges and their analog-to-digital conversion is performed. Based on the results of reading and analog-to-digital conversion, a digital data array is formed in the computing unit, consisting of rows and columns, the format of which corresponds to the format of a matrix radiation receiver (Fig. 4). An array of data is a uniform, ordered, structured data type with direct access to elements. The elements of the array are united by a common name and occupy a certain finite memory area in the computing unit. Any element of the array can be accessed by specifying the name of the array and the index of the element in the array.

После завершения формирования цифрового массива данных начинается переброс поля зрения оптико-электронного прибора на следующий участок небесный сферы. Во время этого переброса цифровой массив данных копируют по крайней мере в четырех экземплярах и далее обрабатывают отдельно каждый экземпляр (фиг. 5). Первый экземпляр обрабатывают в исходном виде, без изменений (фиг. 5а). Обработку второго экземпляра начинают со второго столбца цифрового массива данных, не захватывая первый столбец (фиг. 5б). Третий экземпляр обрабатывают со второй строки цифрового массива данных, не захватывая первую строку (фиг. 5в). Четвертый экземпляр обрабатывают со второго столбца и второй строки цифрового массива данных, не захватывая первый столбец и первую строку (фиг. 5г). Результаты обработки каждого из четырех экземпляров цифрового массива данных представлены на фиг. 6а-6г соответственно.After the completion of the formation of the digital data array, the transfer of the field of view of the optoelectronic device to the next section of the celestial sphere begins. During this transfer, the digital data array is copied in at least four copies and each instance is further processed separately (Fig. 5). The first copy is processed in its original form, without changes (Fig. 5A). Processing of the second instance begins with the second column of the digital data array without capturing the first column (Fig. 5b). The third instance is processed from the second row of the digital data array without capturing the first row (Fig. 5c). The fourth instance is processed from the second column and second row of the digital data array without capturing the first column and the first row (Fig. 5d). The processing results of each of the four instances of the digital data array are shown in FIG. 6a-6g, respectively.

При использовании крупноформатного матричного приемника излучения однократное считывание каждого из экземпляров цифрового массива данных может выполняться параллельно таким образом, чтобы длительность процесса не превышала времени переброса поля зрения на соседний участок небесной сферы. Такое запараллеливание процесса считывания цифровых элементов цифрового массива данных с бинированием позволяет обеспечить высокий темп обзора небесной сферы практически при любых аппаратурных реализациях предлагаемого способа.When using a large-format matrix radiation receiver, a single reading of each of the instances of the digital data array can be performed in parallel so that the duration of the process does not exceed the time of transfer of the field of view to an adjacent portion of the celestial sphere. This parallelization of the process of reading digital elements of a digital data array with binning allows you to provide a high rate of view of the celestial sphere in almost any hardware implementations of the proposed method.

Рассмотрим количественные характеристики известных способов регистрации точечных объектов и предлагаемого способа. Скорость Vоб обзора небесной сферы оптико-электронным прибором измеряется, как правило, в кв.град./ч и может быть найдена по приближенной формуле:Consider the quantitative characteristics of the known methods for registering point objects and the proposed method. The speed V about the observation of the celestial sphere by an optical-electronic device is measured, as a rule, in square degrees / h and can be found by the approximate formula:

Vоб=3600⋅Sпз/(tэ+tc+tпер),V rev = 3600⋅S pz / (t e + t c + t per ),

где Sпз - поле зрения прибора в кв. град.;where S pz - field of view of the device in square. hail.;

tэ - время экспонирования в с;t e - exposure time in s;

tc - время считывания зарядов в с;t c is the charge reading time in s;

tпер - время переброса поля зрения на соседний участок в с.t lane is the time of transfer of the field of view to the neighboring section in s.

Для конкретных расчетов приняты следующие характеристики:For specific calculations, the following characteristics are accepted:

Sпз=1 кв. град.;S pz = 1 sq. hail.;

tэ=1,0 с;t e = 1.0 s;

tc=0,1 с;t c = 0.1 s;

tпер=1,5 с.t lane = 1.5 s.

Тогда для способа регистрации точечных объектов при однократном экспонировании ПЗС-матрицы и считывании накопленных зарядов с бинированием пикселей матричного приемника излучения (фиг. 2) получаем:Then, for the method of recording point objects during a single exposure of the CCD matrix and reading the accumulated charges with binning the pixels of the radiation matrix detector (Fig. 2), we obtain:

Vоб=3600⋅1/(1,0+0,1+1,5)=3600/2,6=1385 кв. град./ч.V about = 3600⋅1 / (1.0 + 0.1 + 1.5) = 3600 / 2.6 = 1385 sq. city / h

Для способа регистрации точечных объектов с четырехкратным считыванием накопленных зарядов с бинированием, когда при каждом новом экспонировании и считывании бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению (фиг. 3) получаем:For the method of registering point objects with four times reading the accumulated charges with binning, when with each new exposure and reading the binable array is shifted along the row or column of the radiation matrix receiver with respect to the previous position (Fig. 3), we obtain:

Vоб=3600⋅1/(4⋅1,0+4⋅0,1+1,5)=3600/5,9=606 кв. град./ч.V about = 3600⋅1 / (4⋅1.0 + 4⋅0.1 + 1.5) = 3600 / 5.9 = 606 sq. city / h

Для заявляемого способа, когда бинируют цифровые элементы отдельно каждого экземпляра цифрового массива данных, получаем:For the proposed method, when digital elements are binded separately for each instance of a digital data array, we obtain:

Vоб=3600⋅1/(1,0+0,1+1,5)=3600/2,6=1385 кв. град./ч.V about = 3600⋅1 / (1.0 + 0.1 + 1.5) = 3600 / 2.6 = 1385 sq. city / h

Вероятности правильной регистрации точечных объектов Рпр при вероятности ложной регистрации Рлр≤0,001 для способа, представленного на фиг. 2 указаны в табл. 1 (расчет приведен в патенте РФ №2574522).The probabilities of correct registration point objects P ave at a probability of false registration ≤0,001 F np for the method of FIG. 2 are indicated in table. 1 (the calculation is given in the patent of the Russian Federation No. 2574522).

Figure 00000001
Figure 00000001

Вероятности правильной регистрации точечных объектов Рпр при вероятности ложной регистрации Рлр≤0,001 для способа, представленного на фиг. 3 (ближайший аналог), указаны в табл. 2 (расчет приведен в патенте РФ №2574522).The probabilities of correct registration point objects P ave at a probability of false registration ≤0,001 F np for the method of FIG. 3 (the closest analogue) are indicated in table. 2 (the calculation is given in the patent of the Russian Federation No. 2574522).

Figure 00000002
Figure 00000002

Оценим вероятности правильной регистрации точечных объектов Рпр при вероятности ложной регистрации Рлр≤0,001 для заявляемого способа.We estimate the probability of the correct registration point objects P ave at a probability of false registration ≤0,001 F np for the inventive method.

Считается, что поток фотонов, поступающих на вход прибора, описывается пуассоновской статистикой. Тогда средний суммарный заряд, считанный с пикселя матричного приемника излучения, содержит nео фотоэлектронов от объекта и nеп электронов, представляющих собой помеху. Для nеп справедливо выражение:It is believed that the flux of photons entering the input of the device is described by Poisson statistics. Then the average total charge read from the pixel of the matrix radiation detector contains n eo photoelectrons from the object and n ep electrons, which are interference. For n en the expression is true:

nеп=nеф+nеш,n en = n ef + n es

где nеф - количество фотоэлектронов от фона неба, образующихся в одном пикселе за время экспонирования tэ,where n ef is the number of photoelectrons from the sky background generated in one pixel during the exposure time t e ,

nеш - количество шумовых электронов, образующихся в одном пикселе за время экспонирования tэ и время считывания сигнала tc.n es - the number of noise electrons generated in one pixel during the exposure time t e and the signal read time t c .

В свою очередь, для внутренних шумов аппаратуры nеш можно записать:In turn, for the internal noise of the equipment n es can be written:

nеш=nет+nес,n ew = n a + n ec,

где nет - шумы термоэлектрические в электронах за секунду с одного пикселя за время экспонирования,where n em - thermoelectric noise in electrons per second from one pixel during exposure,

nес - шумы считывания в электронах с одного пикселя за один акт считывания.n ec - reading noise in electrons from one pixel in one act of reading.

Тогда nеп=nеф+nет+nес.Then n en = n ef + n em + n ec .

Для оценки nео и nеф могут быть использованы приближенные формулы, приведенные в книге Абраменко А.И. и др. «Телевизионная астрономия» под ред. Никонова В.Б. М.: Наука, 1974, стр. 156, формулы (8.18) и (8.19):To evaluate n eo and n ef , approximate formulas given in the book by A. Abramenko can be used. et al. Television Astronomy, ed. Nikonova V.B. M .: Nauka, 1974, p. 156, formulas (8.18) and (8.19):

Neo=3,8⋅10(4-0,4⋅mo)⋅ε⋅D2⋅τо⋅τа⋅tэ,N eo = 3.8⋅10 (4-0.4⋅mo) ⋅ε⋅D 2 ⋅τ о ⋅τ а ⋅t e ,

Nеф=1,3⋅10(15-0,4⋅mф)⋅ε⋅(D/f)2⋅d2⋅τо⋅tэ.N eph = 1,3⋅10 (15-0,4⋅mf) ⋅ε⋅ (D / f) 2 2 ⋅d ⋅τ about ⋅t e.

где Neo - количество полезных фотоэлектронов, образованных в тех частях пикселей ПЗС-матрицы, на которые попало изображение объекта,where N eo is the number of useful photoelectrons formed in those parts of the pixels of the CCD matrix on which the image of the object fell,

Nеф - количество фотоэлектронов от фона неба, образованных в тех частях пикселей ПЗС-матрицы, на которые попало изображение объекта,N ef is the number of photoelectrons from the sky background formed in those parts of the pixels of the CCD matrix, on which the image of the object fell,

mо - блеск регистрируемого точечного объекта в звездных величинах,mо is the brightness of the recorded point object in magnitude,

mф - уровень распределенного фона в звездных величинах с кв. угл. сек.,mf is the level of the distributed background in magnitude with sq. angle sec.,

ε - интегральный квантовый выход приемника излучения,ε is the integral quantum output of the radiation receiver,

D - диаметр эффективного входного зрачка объектива в мм,D is the diameter of the effective entrance pupil of the lens in mm,

f - фокусное расстояние объектива в мм,f is the focal length of the lens in mm,

d - диаметр изображения регистрируемого точечного объекта в мм,d is the diameter of the image of the recorded point object in mm,

τо - интегральный коэффициент пропускания оптики,τ about the integrated transmittance of the optics,

τа - интегральный коэффициент пропускания атмосферы,τ a is the integral transmittance of the atmosphere,

tэ - время экспонирования в секундах.t e - exposure time in seconds.

Из фиг. 1 следует, что изображение 1 первого точечного объекта, изображение 2 второго точечного объекта, изображение 4 четвертого точечного объекта распределились поровну между четырьмя пикселями, т.е. на каждый из засвеченных пикселей пришлось 25% полезных фотоэлектронов Neo. Тогда для одного пикселя справедливо соотношение:From FIG. 1 it follows that the image 1 of the first point object, the image 2 of the second point object, the image 4 of the fourth point object were distributed equally between four pixels, i.e. 25% of the useful photoelectrons N eo accounted for each of the illuminated pixels. Then for one pixel the relation is true:

nео=0,25⋅Neo.n eo = 0.25⋅N eo .

Изображение 3 третьего точечного объекта распределилось в следующих пропорциях: на два пикселя пришлось по 24% фотоэлектронов Neo и еще на четыре пикселя пришлось по 13% фотоэлектронов Neo. Тогда для одного засвеченного пикселя справедливы соотношения:Image 3 of the third point object was distributed in the following proportions: two pixels each accounted for 24% of the photoelectrons N eo and another four pixels each accounted for 13% of the photoelectrons N eo . Then for one illuminated pixel the following relations are true:

nео=0,24⋅Neo,n eo = 0.24⋅N eo ,

nео=0,13⋅Neo.n eo = 0.13⋅N eo .

Значение Nэф соответствует количеству фотоэлектронов от фона неба, образовавшихся на площади светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, равной площади изображения точечного объекта. Тогда для одного пикселя справедливо соотношение:The value of N eff corresponds to the number of photoelectrons from the sky background, formed on the area of the photosensitive surface of the matrix radiation detector, equal to the image area of a point object. Then for one pixel the relation is true:

Figure 00000003
Figure 00000003

Для конкретных расчетов приняты значения основных характеристик астрономического прибора:For specific calculations, the values of the main characteristics of the astronomical instrument are taken:

D=180 мм;D = 180 mm;

f=1500 мм;f = 1500 mm;

d=0,024 мм;d = 0.024 mm;

τо=0,65;τ about = 0.65;

ε=0,7 фотоэлектр./фотон;ε = 0.7 photoelectric / photon;

tэ=1,0 с;t e = 1.0 s;

lп=0,012 мм;l p = 0.012 mm;

nет=2 электр./с/пикс;n em = 2 electric / s / pix;

nес=11 электр./пикс./акт счит.n ec = 11 electr./pix./act count

Предполагается, что блеск регистрируемых точечных объектов в звездных величинах соответствует 17,5m. Для условий регистрации точечных объектов приняты следующие значения:It is assumed that the brightness of the recorded point objects in magnitude corresponds to 17.5 m . The following values are accepted for the conditions for registering point features:

прозрачность атмосферы τа=0,7;atmospheric transparency τ a = 0.7;

уровень распределенного фона неба mф=21 звездн. вел./кв. угл. сек.;the level of the distributed sky background mf = 21 stars. Vel./sq. angle sec .;

порог регистрации γ выбирается таким, чтобы выполнялось условие Рлр≤0,001.the registration threshold γ is chosen so that the condition P lr ≤0.001 is fulfilled.

При заданных характеристиках количество полезных фотоэлектронов, приходящихся на изображение точечного объекта:For given characteristics, the number of useful photoelectrons per image of a point object:

Neo=3,8⋅10(4-0,4⋅17,5)0,7⋅1802⋅0,65⋅0,7⋅1,0=39,2.N eo = 3.8⋅10 (4-0.4⋅17.5) 0.7⋅180 2 ⋅0.65⋅0.7⋅1.0 = 39.2.

Количество фотоэлектронов от точечного объекта, приходящихся на один конкретный пиксель приемника и, соответственно, один конкретный элемент цифрового массива данных:The number of photoelectrons from a point object per one specific pixel of the receiver and, accordingly, one specific element of a digital data array:

nео=0,25⋅Neo=0,25⋅39,2=10;n eo = 0.25⋅N eo = 0.25⋅39.2 = 10;

nео=0,24⋅Neo=0,24⋅39,2=9;n eo = 0.24⋅N eo = 0.24⋅39.2 = 9;

nео=0,13⋅Neo=0,13⋅39,2=5.n eo = 0.13⋅N eo = 0.13⋅39.2 = 5.

Количество фотоэлектронов от фона неба, приходящихся по площади на изображение точечного объекта диаметром d=0,24 мм:The number of photoelectrons from the sky background per square area on the image of a point object with a diameter of d = 0.24 mm:

Nеф=1,3⋅10(15-0,4⋅21)⋅0,7⋅(180/1500)2⋅0,0242⋅0,65⋅1,0=19,53.N eph = 1,3⋅10 (15-0,4⋅21) ⋅0,7⋅ (180/1500 ) 2 2 ⋅0,024 ⋅0,65⋅1,0 = 19,53.

Количество фотоэлектронов от фона неба, приходящихся на один пиксель матричного приемника излучения размером lп=0,12 мм:The number of photoelectrons from the sky background per one pixel of a matrix radiation detector of size l p = 0.12 mm:

nеф=19,53⋅0,0122/(π⋅0,0242/4)=6.n = 19,53⋅0,012 eph 2 / (π⋅0,024 2/4) = 6.

Количество помеховых электронов, приходящихся на один пиксель матричного приемника излучения и, соответственно, один элемент цифрового массива данных:The number of interfering electrons per pixel of the matrix radiation detector and, accordingly, one element of a digital data array:

nеп=6+2+11=19.n en = 6 + 2 + 11 = 19.

Вероятность правильной регистрации объекта Рпр и вероятности ложной регистрации объекта Рлр при многократном считывании элементов цифрового массива данных с использованием бинирования могут быть представлены приближенными формулами, приведенными в книге Ван Трис Г. «Теория обнаружения, оценок и модуляции». Том 1, М., «Сов. радио», 1972, стр. 53, формулы (84) и (85):The probability of the correct registration of the object R pr and the probability of false registration of the object R lr during multiple reading of the elements of the digital data array using binning can be represented by approximate formulas given in the book by Van Tris G. “Theory of detection, estimation and modulation”. Volume 1, M., “Sov. Radio ”, 1972, p. 53, formulas (84) and (85):

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где nео∑ - суммарное количество фотоэлектронов от точечного объекта в бинируемых элементах,where n eo∑ is the total number of photoelectrons from a point object in binable elements,

nеп∑ - суммарное количество помеховых электронов в бинируемых элементах.n ep∑ is the total number of interfering electrons in binable elements.

При многократном считывании элементов цифрового массива данных с использованием бинирования порог регистрации γ выбирается по критерию Неймана-Пирсона. Критерий заключается в том, что значение вероятности Рлр задается заранее, вероятность Рпр максимизируется.When repeatedly reading the elements of a digital data array using binning, the detection threshold γ is selected by the Neumann-Pearson criterion. The criterion is that the value of the probability P lr is set in advance, the probability P pr is maximized.

Для суммарных помеховых электронов при бинировании можно записать:For total interference electrons during binning, we can write:

nеп∑=nеп+nеп+nеп+nеп=19+19+19+19=76.n en∑ = n en + n en + n en + n en = 19 + 19 + 19 + 19 = 76.

Расчеты показывают, что при заданном уровне помех и при γ=98 значение Pлр<0,001. Следовательно, условие выполняется, и дальнейшие расчеты Pпр ведутся при γ=98.Calculations show that for a given level of interference and for γ = 98 the value of P lr <0.001. Consequently, the condition is satisfied, and further calculations P, etc. are carried out with γ = 98.

При однократном считывании экземпляров цифрового массива данных их цифровые элементы, содержащие информацию о фотоэлектронах от точечного объекта и от помеховых электронов, могут объединяться в бинируемые массивы в различных вариантах. Эти варианты представлены на фиг. 5 и фиг. 6.With a single reading of instances of a digital data array, their digital elements containing information about photoelectrons from a point object and from interfering electrons can be combined into binable arrays in various ways. These options are presented in FIG. 5 and FIG. 6.

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию об одном элементе, содержащем 25% фотоэлектронов от точечного объекта и помеховые электроны и о трех элементах с помеховыми электронами. Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information about one element containing 25% of the photoelectrons from a point object and interfering electrons and about three elements with interfering electrons. The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=29+19+19+19=86.n eo∑ + n ep∑ = 29 + 19 + 19 + 19 = 86.

Для бинируемого массива, состоящего из 86 электронов (10 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 86 electrons (10 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000006
Figure 00000006

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию о двух элементах, содержащих по 25% фотоэлектронов от точечного объекта и о помеховых электронах (всего в двух элементах 50% фотоэлектронов от точечного объекта) и о двух элементах с помеховыми электронами. Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information about two elements containing 25% of photoelectrons from a point object and about interfering electrons (only two elements of 50% of photoelectrons from a point object) and about two elements with interfering electrons. The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=29+29+19+19=96.n eo∑ + n ep∑ = 29 + 29 + 19 + 19 = 96.

Для бинируемого массива, состоящего из 96 электронов (20 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 96 electrons (20 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000007
Figure 00000007

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию о четырех элементах, содержащих по 25% фотоэлектронов от точечного объекта и о помеховых электронах (всего в четырех элементах 100% фотоэлектронов от точечного объекта). Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information on four elements containing 25% of photoelectrons from a point object and on interference electrons (only four elements contain 100% of photoelectrons from a point object). The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=29+29+29+29=116.n eo∑ + n ep∑ = 29 + 29 + 29 + 29 = 116.

Для бинируемого массива, состоящего из 116 электронов (40 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 116 electrons (40 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000008
Figure 00000008

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию об одном элементе, содержащем 13% фотоэлектронов от точечного объекта и о помеховых электронах и о трех элементах с помеховыми электронами. Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information about one element containing 13% of the photoelectrons from a point object and about interfering electrons and about three elements with interfering electrons. The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=24+19+19+19=81.n eo∑ + n ep∑ = 24 + 19 + 19 + 19 = 81.

Для бинируемого массива, состоящего из 81 электрона (5 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 81 electrons (5 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000009
Figure 00000009

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию об одном элементе, содержащем 13% фотоэлектронов от точечного объекта и от помеховых электронов, об одном элементе, содержащем 24% фотоэлектронов от точечного объекта и от помеховых электронов (всего в двух элементах 37% от точечного объекта) и о двух элементах с помеховыми электронами. Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information about one element containing 13% of photoelectrons from a point object and from interfering electrons, about one element containing 24% of photoelectrons from a point object and from interfering electrons (only two elements 37% of a point object) and about two elements with interfering electrons. The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=24+28+19+19=90.n eo∑ + n ep∑ = 24 + 28 + 19 + 19 = 90.

Для бинируемого массива, состоящего из 90 электронов (14 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 90 electrons (14 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000010
Figure 00000010

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию о двух элементах, содержащих по 13% фотоэлектронов от точечного объекта и от помеховых электронов (всего в двух элементах 26% фотоэлектронов от точечного объекта) и о двух элементах с помеховыми электронами. Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information on two elements containing 13% of photoelectrons from a point object and from interfering electrons (only two elements contain 26% of photoelectrons from a point object) and about two elements with interfering electrons. The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=24+24+19+19=86.n eo∑ + n ep∑ = 24 + 24 + 19 + 19 = 86.

Для бинируемого массива, состоящего из 86 электронов (10 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 86 electrons (10 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000011
Figure 00000011

Бинируемый массив цифрового массива данных включает информацию о двух элементах, содержащих по 13% фотоэлектронов от объекта и о помеховых электронах и о двух элементах, содержащих по 24% фотоэлектронов от точечного объекта и от помеховых электронов (всего в четырех элементах 74% фотоэлектронов от точечного объекта). Общее количество электронов в бинируемом массиве:A binable array of a digital data array includes information on two elements containing 13% of the photoelectrons from the object and jamming electrons and two elements containing 24% of the photoelectrons from a point object and from interfering electrons (only four elements contain 74% of photoelectrons from a point object ) The total number of electrons in the binning array:

nео∑+nеп∑=24+24+28+28=104.n eo∑ + n ep∑ = 24 + 24 + 28 + 28 = 104.

Для бинируемого массива, состоящего из 104 электронов (28 фотоэлектронов от точечного объекта и 76 помеховых электронов), вероятность правильной регистрации точечного объекта составит:For a binable array consisting of 104 electrons (28 photoelectrons from a point object and 76 interfering electrons), the probability of correct registration of a point object will be:

Figure 00000012
Figure 00000012

Результаты расчетов вероятности правильной регистрации точечных объектов Pпр для вариантов объединения в бинируемые массивы элементов цифрового массива данных приведены в табл. 3.Probability calculation results correct registration point objects P ave for embodiments in association biniruemye arrays of digital data array elements shown in Table. 3.

Figure 00000013
Figure 00000013

Определим вероятность правильной регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при использовании предлагаемого способа. Для этого воспользуемся формулами сложения и умножения вероятностей, а также данными, приведенными в табл. 3 и представленными на фиг. 5, фиг. 6.We determine the probability of the correct registration of the first, second, third and fourth point features when using the proposed method. For this we use the formulas for addition and multiplication of probabilities, as well as the data given in table. 3 and shown in FIG. 5, FIG. 6.

Вероятность правильной регистрации Рпр первого, второго и четвертого точечных объектов при однократном считывании экземпляров цифрового массива данных с бинированием элементов:The probability of correct registration P pr of the first, second and fourth point objects during a single reading of instances of a digital data array with binning of elements:

Рпр=1-(1-0,00973)⋅(1-0,25826)⋅(1-0,00973)⋅(1-0,25826)⋅(1-0,94677)⋅(1-0,25826)⋅(1-0,00973)⋅(1-0,25826)⋅(1-0,00973)=P ave = 1- (1-0,00973) ⋅ (1-0,25826 ) ⋅ (1-0,00973) ⋅ (1-0,25826) ⋅ (1-0,94677) ⋅ (1-0, 25826) ⋅ (1-0.00973) ⋅ (1-0.25826) ⋅ (1-0.00973) =

=1-0,99027⋅0,74174⋅0,99027⋅0,74174⋅0,05323⋅0,74174⋅0,99027⋅0,74174⋅0,99027== 1-0.99027⋅0.74174⋅0.99027⋅0.74174⋅0.05323⋅0.74174⋅0.99027⋅0.74174⋅0.99027 =

=1-0,01549=0,98451.= 1-0.01549 = 0.98451.

Вероятность правильной регистрации Рпр третьего точечного объекта при однократном считывании экземпляров цифрового массива данных с бинированием элементов:The probability of correct registration P pr of the third point object when reading instances of a digital data array with binning of elements:

Рпр=1-(1-0,00122)⋅(1-0,03163)⋅(1-0,03163)⋅(1-0,00122)⋅(1-0,00973)⋅P ave = 1- (1-0,00122) ⋅ (1-0,03163 ) ⋅ (1-0,03163) ⋅ (1-0,00122) ⋅ (1-0,00973) ⋅

·(1-0,64889)⋅(1-0,64889)⋅(1-0,00973)⋅(1-0,00122)⋅(1-0,03163)⋅(1-0,03163)⋅· (1-0.64889) ⋅ (1-0.64889) ⋅ (1-0.00973) ⋅ (1-0.00122) ⋅ (1-0.03163) ⋅ (1-0.03163) ⋅

·(1-0,00122)=1-0,99878⋅0,96837⋅0,96837⋅0,99878 0,99027⋅0,35111· (1-0.00122) = 1-0.99878⋅0.96837⋅0.96837⋅0.99878 0.99027⋅0.35111

⋅0,35111⋅0,99027⋅0,99878⋅0,96837⋅0,96837⋅0,99878=1-0,10579=0,89421.⋅0.35111⋅0.99027⋅0.99878⋅0.96837⋅0.96837⋅0.99878 = 1-0.10579 = 0.89421.

Вероятность того, что после завершения однократного считывания экземпляров цифрового массива данных с бинированием элементов будут зарегистрированы все четыре точечных объекта:The probability that after completing a single reading of instances of a digital data array with binning of elements, all four point objects will be registered:

Рпр=0,98451⋅0,98451⋅0,89421⋅0,98451=0,85320.P ave = 0,98451⋅0,98451⋅0,89421⋅0,98451 = 0,85320.

Результаты оценки приведены в табл. 4.The evaluation results are given in table. four.

Figure 00000014
Figure 00000014

В табл. 5 приведены скорости обзора небесной сферы и вероятности регистрации точечных объектов для способов, представленных на фиг. 2, фиг. 3, фиг 5.In the table. 5 shows the viewing speed of the celestial sphere and the probability of detecting point objects for the methods shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5.

Figure 00000015
Figure 00000015

Предлагаемый способ имеет высокую вероятность правильной регистрации всех четырех точечных объектов и в то же время высокую скорость обзора небесной сферы.The proposed method has a high probability of correct registration of all four point objects and at the same time, a high speed of viewing the celestial sphere.

Таким образом, применение предлагаемого способа регистрации малоконтрастных точечных объектов позволяет достигнуть указанный технический результат, а именно - увеличить скорость обзора небесной сферы и скорость обработки информации при регистрации малоконтрастных точечных объектов.Thus, the application of the proposed method for registering low-contrast point objects makes it possible to achieve the indicated technical result, namely, to increase the speed of viewing the celestial sphere and the processing speed of information when registering low-contrast point objects.

Claims (1)

Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов, заключающийся в использовании оптико-электронного прибора, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения, эти изображения экспонируют и считывают, отличающийся тем, что в данном способе регистрации малоконтрастных точечных объектов изображения точечных объектов однократно экспонируют и поэлементно считывают без бинирования пикселей, считанные электроны запоминают в виде цифрового массива данных, состоящего из элементов, сгруппированных в строки и столбцы, формат которых соответствует формату матричного приемника излучения, копируют сформированный цифровой массив данных по крайней мере в четырех экземплярах и далее обрабатывают каждый экземпляр отдельно с бинированием элементов цифрового массива данных, причем первый экземпляр обрабатывают в исходном виде, второй экземпляр обрабатывают со второго столбца цифрового массива данных, третий экземпляр обрабатывают со второй строки цифрового массива данных, а четвертый экземпляр обрабатывают со второго столбца и второй строки цифрового массива данных.A method for recording low-contrast point objects, which consists in using an optical-electronic device, the lens of which forms optical images of point objects on the photosensitive surface of a matrix radiation detector, which consists of a plurality of pixels forming columns and rows of a matrix radiation detector, these images are exposed and read, characterized in that in this method of registering low-contrast point objects, images of point objects are once exposed and pixels are read out without binning, the read electrons are stored in the form of a digital data array consisting of elements grouped into rows and columns, the format of which corresponds to the format of the matrix radiation receiver, the generated digital data array is copied in at least four copies, and then each instance is processed separately with binning the elements of the digital data array, the first instance being processed in its original form, the second instance being processed from the second column of the digital m data assortment, the third instance is processed from the second row of the digital data array, and the fourth instance is processed from the second column and the second row of the digital data array.
RU2016140198A 2016-10-13 2016-10-13 Method of detecting low-contrast point objects RU2627143C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140198A RU2627143C1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Method of detecting low-contrast point objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140198A RU2627143C1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Method of detecting low-contrast point objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2627143C1 true RU2627143C1 (en) 2017-08-03

Family

ID=59632750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140198A RU2627143C1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Method of detecting low-contrast point objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2627143C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007259148A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Fujitsu Ltd Frequency threshold setting apparatus and method for histogram projection processing, and recording medium recorded with program therefor
EP1887517B1 (en) * 2006-08-08 2010-03-24 STMicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Automatic contrast enhancement
RU2480780C1 (en) * 2011-10-28 2013-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации" Министерства обороны Российской Федерации Method of detecting point thermal objects on masking atmospheric background
RU2550523C2 (en) * 2013-06-18 2015-05-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of centre of gravity of image

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007259148A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Fujitsu Ltd Frequency threshold setting apparatus and method for histogram projection processing, and recording medium recorded with program therefor
EP1887517B1 (en) * 2006-08-08 2010-03-24 STMicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Automatic contrast enhancement
RU2480780C1 (en) * 2011-10-28 2013-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации" Министерства обороны Российской Федерации Method of detecting point thermal objects on masking atmospheric background
RU2550523C2 (en) * 2013-06-18 2015-05-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of centre of gravity of image

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017343447B2 (en) Multi-camera imaging systems
Fadda et al. The Spitzer Space Telescope extragalactic first look survey: 24 μm data reduction, catalog, and source identification
Krivonos et al. INTEGRAL/IBIS 7-year All-Sky Hard X-ray Survey-I. Image reconstruction
US4979221A (en) Method and apparatus for sub-pixel centroiding of a photon event
US20150071566A1 (en) Pseudo-inverse using weiner-levinson deconvolution for gmapd ladar noise reduction and focusing
CN101960331A (en) Suppression of direct detection events in X-ray detectors
CN105704371A (en) Light field refocusing method
Adorf Hubble space telescope image restoration in its fourth year
US8604438B2 (en) Method for identifying and sorting sensing signals with respect to crystal location of scintillation detector
JPH0560550A (en) Device for measuring direction of low luminous-intensity luminous source
RU2627143C1 (en) Method of detecting low-contrast point objects
US6512232B2 (en) Method and apparatus for improving the sensitivity of a gamma camera
RU2574522C1 (en) Method of detecting low-contrast point objects
US7592602B2 (en) Dual-sided coded-aperture imager
WO2016194315A1 (en) Radiation imaging apparatus, control method therefor, and storage medium
Conde et al. Low-light image enhancement for multiaperture and multitap systems
RU2480780C1 (en) Method of detecting point thermal objects on masking atmospheric background
Zauderer et al. The environment of local ultraluminous infrared galaxies
Bauer Improving the Accuracy of Position Detection of Point Light Sources on Digital Images
CN104019906B (en) A kind of infrared focal plane array seeker and its infrared imaging system
Elhakiem et al. Astronomical image denoising based on Convolutional Neural Network
Ali et al. A mid-infrared survey of L1641N with ISOCAM
CN111157110B (en) Photon counting space density calculation method for ultraviolet imaging and imaging equipment thereof
Zhang et al. MAMMOTH-Subaru III. Ly $\alpha $ Halo Extended to $\sim200 $ kpc Identified by Stacking $\sim 3300$ Ly $\alpha $ Emitters at $ z= 2.2-2.3$
Qu et al. How to Coadd Images. II. Anti-aliasing and PSF Deconvolution